توجد في جزيرة العناصر، وتلقب بهذا الاسم، حيث تم العثور على 7 مركبات كيميائية في أراضيها، من بينها الإيتربيوم. يتآكل هذا المعدن الناعم في وجود الماء أو الهواء ويشبه سلسلة السترونتيوم والكالسيوم. أدناه، اكتشف ما هو عليه، وأصله، وقيمة الخصائص التي يتكون منها، وأكثر من ذلك بكثير.
ما هو الإيتربيوم؟
وهو عنصر معدني يتكون في حالته الطبيعية من مزيج من 7 نظائر مستقرة متوفرة في الطبيعة. ويظهر هذا باللون الفضي، وهو ناعم ومرن ويتوافق مع فئة اللانثانيدات.
رمز الإيتربيوم
تمت تسمية Yb Ytterbium على اسم بلدة سويدية تسمى Ytterby. لأنه في السويد اكتشف الكيميائي الشهير جان دي ماريناك هذا المعدن. ومع ذلك، فقد تبين لاحقا أنه بدلا من معدن واحد، كانت العينات التي تم تحليلها تحتوي على مركبين. لذلك، من أجل الحصول على العنصر النقي، تم تصميم مستحضر جديد بعد حوالي 70 عامًا.
خصائص الإيتربيوم
يحتوي المعدن على 3 متآصلات تسمى ألفا وغاما وبيتا. والأخير موجود في درجة حرارة الغرفة، ولكن عند تعرضه لحرارة شديدة يصبح شبه موصل. أما الجوانب الأخرى التي يتكون منها فهي:
- الحالة: وهي مادة صلبة طرية وقابلة للطرق.
- اللون: الرمادي والفضي، وذلك لوجود مناطق معتمة ولامعة.
- الذوبان: الأملاح ثنائية التكافؤ التي تولدها قابلة للذوبان في الماء. وبالمثل، فإن أكسيده الأكثر شيوعًا، Yb 2 O 3 ، يذوب بسهولة شديدة مع الأحماض المعدنية.
- السمية: تفترض مركباته مستوى سمية منخفض إلى متوسط. ولهذا السبب يتم التعامل معها وتخزينها بعناية فائقة.
- التفاعلية: يتفاعل تدريجياً مع الماء ويتأكسد أو يتآكل بوجود الهواء.
- النشاط الإشعاعي: حتى الآن، لا يُعرف سوى 7 نظائر مستقرة و27 نظائر مشعة.
- البناء: مكعب مركزي على الوجوه.
- التركيب: يتكون من 70 إلكترونًا ونفس عدد البروتونات.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للإيتربيوم
- العدد الذري : 70
- الفترة : 6
- كتلة : ف
- المجموعة : 3
- الكثافة: 6965 كجم/م3
- نقطة الغليان: 1467 ك
- نقطة الانصهار: 1097 ك
- نصف القطر الذري: 1.92 بعد الظهر
- متوسط نصف القطر: 175 ساعة
- الصدأ: أساسي
- السالبية الكهربية: 1.1
- حالة الأكسدة: +2، +3
- التكوين الإلكتروني: [Xe] 4f 14 6s 2
- الكتلة الذرية (جم/مول): 173.04 ش
- جهد التأين الأول فولت: 6.24
- الحرارة النوعية: 146.30 جول/كجم درجة كلفن
- إلكترونات لكل طبقة: 2، 8، 18، 32، 8، 2
- الموصلية الحرارية: 34.90 جول/متر مكعب
- الموصلية الكهربائية: 35.7 (mOhm.cm)-1
- نصف القطر التساهمي (Å): 1.74 م
أصل الإيتربيوم
كان اكتشاف الإيتربيوم نتيجة لجهد تعاوني امتد لعقود. المسؤول الأول هو كارل غوستاف موساندر الذي كشف عن وجود عنصر الإربيوم. لذلك، وعلى أساس هذا الاكتشاف، قرر جان دي ماريناك فحص هذا المعدن من السويد، لأنه اعتقد أنه يمكنه العثور على شيء آخر.
في الواقع، حصل على أكسيدين وأطلق على أحدهما اسم يتربيوم، في عام 1878 تكريمًا للمكان المسمى يتربي في السويد. ومع ذلك، لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1953 عندما قام سبيدينج وداني دينيسون بتنفيذ عملية للحصول على العنصر النقي في مجمله.
ما هي استخدامات الإيتربيوم؟
استخدامات الإيتربيوم فيما يتعلق بالعالم التجاري والأنشطة البشرية محدودة. ومع ذلك، عند تصنيع بعض السبائك والمخاليط مع مركبات أخرى، قد تحدث التطبيقات أو المرافق التالية:
- عند خلط مكونات الإيتربيوم، يمكن أن تزيد من قوة الفولاذ وتحسن خصائصه الميكانيكية الأخرى.
- يستخدم فلوريد الإيتربيوم في طب الأسنان، إما لحشو الأسنان أو كمنتج متباين للأشعة السينية، لأنه يحسن رؤية الصور المنتجة.
- يستخدم كلوريد الإيتربيوم كمحفز لتفاعلين كيميائيين يولدان روابط كربون-كربون جديدة. وهذان هما تفاعل ألدول وتفاعل ديلز ألدر.
- تم استخدام أحد نظائره كمصدر إشعاعي لجهاز الأشعة السينية عندما لم تكن الطاقة الكهربائية متوفرة.
أين يوجد الإيتربيوم وكيف يتم الحصول عليه؟
نحصل على 0.03% من المونازيت، وهو مكون معدني. وبالمثل، يمكن الحصول عليه من فئات أخرى من العناصر الأرضية النادرة، مثل إكسينوتيم أو الجادولينيت وأحيانًا من الأوكسينيت. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على 7 من نظائره منتشرة في البيئة، على سبيل المثال النظائر الموجودة بكمية أكبر هي Yb-174. وفيما يتعلق بإجراءات الحصول، يتم استخدام تقنية الاستخلاص بالمذيبات وعملية التبادل الأيوني المعروفة.
أخيرًا، بفضل تعاون الكيميائيين مثل ماريجناك ودينيسون وسبيدينج، يمكننا الآن التعرف على الإيتربيوم، وهو عنصر من السويد. على الرغم من سميته المعتدلة، إلا أنه كان ممكنا استخدامه في مجال طب الأسنان. وبالمثل، فهو مفيد لتحسين خصائص الفولاذ أو كمحفز للتفاعل.